Intermediate magnetization state and competing orders in Dy2Ti2O7 and Ho2Ti2O7

Autores
Borzi, Rodolfo Alberto; Gómez Albarracín, Flavia Alejandra; Rosales, Héctor Diego; Rossini, Gerardo Luis; Steppke, A.; Prabhakaran, D.; Mackenzie, A. P.; Cabra, Daniel Carlos; Grigera, Santiago Andrés
Año de publicación
2016
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
Among the frustrated magnetic materials, spin-ice stands out as a particularly interesting system. Residual entropy, freezing and glassiness, Kasteleyn transitions and fractionalization of excitations in three dimensions all stem from a simple classical Hamiltonian. But is the usual spin-ice Hamiltonian a correct description of the experimental systems? Here we address this issue by measuring magnetic susceptibility in the two most studied spin-ice compounds, Dy2Ti2O7 and Ho2Ti2O7, using a vector magnet. Using these results, and guided by a theoretical analysis of possible distortions to the pyrochlore lattice, we construct an effective Hamiltonian and explore it using Monte Carlo simulations. We show how this Hamiltonian reproduces the experimental results, including the formation of a phase of intermediate polarization, and gives important information about the possible ground state of real spin-ice systems. Our work suggests an unusual situation in which distortions might contribute to the preservation rather than relief of the effects of frustration.
Fil: Borzi, Rodolfo Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física de Líquidos y Sistemas Biológicos. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física de Líquidos y Sistemas Biológicos; Argentina
Fil: Gómez Albarracín, Flavia Alejandra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; Argentina
Fil: Rosales, Héctor Diego. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; Argentina
Fil: Rossini, Gerardo Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; Argentina
Fil: Steppke, A.. Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids; Alemania. University of St. Andrews; Reino Unido
Fil: Prabhakaran, D.. University of Oxford; Reino Unido
Fil: Mackenzie, A. P.. University of St. Andrews; Reino Unido. Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids; Alemania
Fil: Cabra, Daniel Carlos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; Argentina
Fil: Grigera, Santiago Andrés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física de Líquidos y Sistemas Biológicos. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física de Líquidos y Sistemas Biológicos; Argentina. University of St. Andrews; Reino Unido
Materia
Spin ice
lattice deformations
magnetization
pyrochlore
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
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